土壤環(huán)境與作物生長(cháng)的關(guān)系
土壤環(huán)境與作物生長(cháng)的關(guān)系【1】
摘要:土壤是農作物生長(cháng)的基地,合理開(kāi)發(fā)利用土壤資源,如何改良土壤更好的促進(jìn)作物生長(cháng)提高作物產(chǎn)量是發(fā)展農業(yè)生產(chǎn)的重要環(huán)節。
土壤中的水、肥、氣、熱是土壤肥力的四個(gè)因素。
它們之間在一定條件下的協(xié)調程度決定著(zhù)土壤肥力的高低。
關(guān)鍵詞:土壤;環(huán)境;作物生長(cháng);關(guān)系
1 土壤水分
1.1 土壤水分類(lèi)型
土壤水分常以三種形式存在于土壤中。
束縛水:緊緊吸附在土粒表面,不能流動(dòng),也很難為作物根系吸收的水分叫束縛水。
土粒越細,吸附在土粒表面的束縛水越多;毛管水:土粒之間小于0.1毫米的小孔隙叫毛細管,毛細管中的水可以在土壤中上下、左右移動(dòng),是供作物吸收利用的主要有效水。
因此,毛管水對作物生長(cháng)發(fā)育最為重要;重力水;是土粒之間大于0.1毫米的大孔隙中的水分。
由于受重力作用只能向下流動(dòng),所以叫重力水。
在水稻田中,重力水是有效的水分。
在旱田中,重力水只能短期被植物利用,如較長(cháng)期地充滿(mǎn)著(zhù)重力水(即地里積水),則土壤空氣缺乏,對作物生長(cháng)非常不利。
1.2 土壤水分的有效性
土壤水分并不能全部被作物吸收利用,束縛水和重力水都是不能被作物利用的無(wú)效水,只有毛管水是能被作物利用的有效水。
當土壤中只存在著(zhù)束縛水時(shí),因作物不能利用,而表現出萎蔫,這時(shí)的土壤含水量叫萎蔫系數。
隨著(zhù)土壤水分的增加毛細管中開(kāi)始充水,當土壤中毛細管全部充滿(mǎn)水時(shí)的含水量,叫田間持水量。
土壤有效水的數量是田間持水量減去萎蔫系數的數值。
土壤有效水含量的多少,主要受土壤質(zhì)地、結構、有機質(zhì)含量的影響。
砂土和粘土有效水都低于壤土。
具有團粒結構的土壤毛細孔隙增加,有效水含量高。
2 土壤養分
2.1 土壤養分的有效性
根據作物吸收土壤的難易,可把土壤養分分為兩類(lèi)。
一類(lèi)是速效態(tài)養分又叫有養分,另一類(lèi)是遲效態(tài)養分又叫潛在養分。
速效態(tài)養分以離子、分子狀態(tài)存在于土壤溶液中和土壤膠粒表面上,能夠直接被作物吸收利用。
遲效態(tài)養分存在于土壤礦物質(zhì)和有機質(zhì)中,難溶于水而不能被作物直接吸收利用,需經(jīng)化學(xué)作用和微生物作用,分解成可溶性的速效養分才能被作物吸收。
理想的土壤,不但要求養分種類(lèi)齊全,含量高,而且要求速效和遲效各占一定比例,使養分能均衡持久地供給作物利用。
2.2 土壤中氮的轉化
各類(lèi)土壤中一般全氮含量約為0.05%~0.2%。
其中絕大多數為遲效的有機態(tài)氮,而速效無(wú)機態(tài)氮只占全氮含量的1%~3%。
有機態(tài)氮主要存在于蛋白質(zhì)和腐殖質(zhì)等有機化合物中,它們在微生物的作用下,經(jīng)水解和氨化作用形成銨態(tài)氮,可直接被作物吸收利用。
在通氣良好的條件下,銨態(tài)氮經(jīng)過(guò)細菌的硝化作用,氧化成硝態(tài)氮,供植物吸收利用。
但硝態(tài)氮不能被土壤膠體吸附保存,因而容易隨水流失。
當土壤通氣不良時(shí),又可經(jīng)反硝化作用變成氮氣揮發(fā),造成氮素損失。
因此,氮素化肥應深施,以防止銨態(tài)氮向硝態(tài)氮轉化再還原成氮氣面揮發(fā)損失。
旱田作物注意中耕松土,能防止硝態(tài)氮因缺氧而還原成氮氣揮發(fā)。
2.3 土壤中磷的轉化
土壤中的磷大多數是遲效性磷,速效的磷很少。
遲效的磷素化合物要在適宜條件下,經(jīng)過(guò)磷細菌的作用轉化成水溶性或弱酸性的速效磷,這個(gè)過(guò)程稱(chēng)為磷的釋放。
反過(guò)來(lái),土壤中水溶性或弱酸性的速效磷又可轉化為難溶性遲效磷,這個(gè)過(guò)程為磷的固定。
土壤中磷的固定過(guò)程使速效磷減少,釋放過(guò)程使速效性磷增多。
磷素的釋放與固定,難溶與易溶,遲效與速效在一定條件下都可互相轉化。
在農業(yè)生產(chǎn)中應采取有效措施,如增施有機肥,磷肥與有機肥混合施用,磷肥與生理酸性化肥混施、集中施,可減少固定,提高磷的有效率。
2.4 土壤中鉀的轉化
土壤中鉀素含量雖不少,但大部分是遲效的礦物態(tài)鉀,有效鉀的含量很少。
遲效性鉀不溶于水,不能被作物直接吸收。
通過(guò)有機酸及鉀細菌的作用,可以轉化成速效性鉀,供植物吸收。
土壤中施用鉀細菌肥料、酸性肥料和有機肥料,都能提高鉀的有效率。
3 土壤空氣
土壤空氣存在于土壤孔隙中。
由于作物根系、土壤微生物和其他動(dòng)物不斷的進(jìn)行呼吸,吸收氧氣吐出二氧化碳和水汽,同時(shí)土壤空氣流通比地表的大氣流通緩慢,因而與大氣成分比較,土壤空氣中氧氣少,二氧化碳和水氣多。
土壤空氣能供作物根系和好氣微生物呼吸所需要的氧氣。
在通氣良好的土壤環(huán)境中,作物根系發(fā)達,吸收水分和養分的能力增強,好氣微生物活動(dòng)旺盛,有機質(zhì)分解快,土壤中有效養分增加;相反,在土壤通氣不良,氧氣不足時(shí),就會(huì )影響作物根系生長(cháng)和微生物活動(dòng),同時(shí)還會(huì )增加土壤有毒物質(zhì)(一氧化碳、硫化氫等)的積累,引起黑根、爛根、死根,影響作物產(chǎn)量。
土壤水分和土壤空氣都占據土壤孔隙,水多氣就少,水少氣就多,所以可以通過(guò)控制土壤水分來(lái)改變土壤通氣性。
在農業(yè)生產(chǎn)上,水稻實(shí)行淺灌、濕潤、間歇灌水的方法,旱田利用中耕松土等手段,都是加強土壤通氣性的措施。
4 土壤溫度
土壤溫度是指封的冷熱程度,它與作物生長(cháng)發(fā)育的關(guān)系極為密切。
各種作物發(fā)芽和根系生長(cháng)都有一個(gè)適宜的土溫范圍,高于或低于這個(gè)范圍,作物就不能正常生長(cháng),甚至會(huì )造成死亡。
土壤溫度還影響土壤微生物的活動(dòng)和有機質(zhì)的分解與轉化,影響土壤中各種化學(xué)反應的速度和土壤水分的運行。
決定土壤溫度的主要因素是太陽(yáng)輻射。
太陽(yáng)輻射強的地區,土壤接受的熱量多,土溫高。
一般說(shuō),高緯度地區土溫低于低緯度地區,冬季土溫低于夏季土溫,地勢高的土溫低于平原區的土溫,北坡低于南坡土溫。
此外,土壤質(zhì)地、土壤含水量和土壤腐殖質(zhì)含量等因素也影響土壤溫度。
土壤墑情與土壤環(huán)境關(guān)系【2】
1 土壤墑情的定義
墑指土壤的濕度。
墑情指土壤濕度的情況。
土壤濕度是土壤的干濕程度,即土壤的實(shí)際含水量。
根據土壤的相對濕度可以知道,土壤含水的程度,還能保持多少水量,在灌溉上有參考價(jià)值,同時(shí)對于農業(yè)環(huán)境有著(zhù)巨大意義。
土壤含水量以土壤中所含水分重量占烘干土重的百分數表示,計算公式如下:土壤含水量(重量%)=(原土重-烘干土重)/烘干土重×100%=水重/烘干土重×100%。
將土壤含水量換算成占田間持水量或全蓄水量的百分數,以表示土壤水的相對含量,計算公式如下:
旱地土壤相對含水量(%)=土壤含水量/田間持水量×100%
水田土壤相對含水量(%)=土壤含水量/全蓄水量×100%
區別在含水率計算公式的分母上,分子都是水分的重量,相對含水率的分母是濕土壤的重量,絕對含水率的分母是干土壤的重量,絕對含水量只能表現出土壤中的水分是多少。
相對含水量能表現出植物生在土壤中有效水分的含量。
2 土壤墑情的影響
土壤濕度大小影響田間環(huán)境氣候,土壤通氣性和養分分解,是土壤微生物活動(dòng)和農作物生長(cháng)發(fā)育的重要條件之一。
土壤濕度受大氣、土質(zhì)、植被等條件的影響。
在野外判斷土壤濕度通常用手來(lái)鑒別,一般分為四級:(1)濕,用手擠壓時(shí)水能從土壤中流出;(2)潮,放在手上留下濕的痕跡可搓成土球或條,但無(wú)水流出;(3)潤,放在手上有涼潤感覺(jué),用手壓稍留下印痕;(4)干,放在手上無(wú)涼快感覺(jué),粘土成為硬塊。
3 土壤性質(zhì)差異決定出墑情的等級劃分
土壤墑情反應出一個(gè)區域中土壤水分的收入和支出的平衡狀況,一般可以利用土壤墑情測定儀進(jìn)行測定或者使用土壤墑情監測系統來(lái)進(jìn)行監測記錄。
在干旱少水的地區,土壤水分的來(lái)源是大氣降水、地下水及人工灌溉:主要支出是地面蒸發(fā),作物蒸騰和深層滲漏。
不同土壤墑情類(lèi)型反映出一定的水分狀況,有一定的含水量范圍。
由于土壤的物理、化學(xué)性狀和土壤水分特性的差異,雖屬相同墑情等級,土壤絕對含水量是不同的。
在黃泛平原區,土壤是在近代沖積母質(zhì)上耕種熟化形成的耕作土壤。
土壤性狀主要受土壤機械組成的影響,土壤的名稱(chēng)也是根據質(zhì)地名稱(chēng)而命名的.農民根據不同質(zhì)地所表現的性狀的差異把土壤區分為砂土(砂土、壤土)、兩合土(砂壤、輕壤、中壤)和淤土(重壤、粘土)。
砂土的砂粒(l-0.05毫米)含量占65%以上,兩合土的粗粉砂(9.05-0.01毫米的黃土狀粒級)含量占50%以上,淤土的細粉砂和粘粒含量占70%以上.不同粒徑的礦物顆粒的比表面不同,吸水和供水的能力也有差異,因此,水分常數的絕對值不同,不同土壤同一墑情類(lèi)型的實(shí)際含水量也有明顯差異。
雨季雨水下淋增墑期(主要指7、8月):此期高溫多雨,雨水可濕潤整個(gè)土層,并下淋至深層。
同時(shí),地下水位顯著(zhù)上升,支持毛管水的前鋒達土壤剖面上部,甚至可達地表,使土壤水分處于黑墑狀態(tài)或為水分所飽和。
4 墑情評價(jià)
4.1 根據土壤水分、作物表象、生產(chǎn)狀況等因素綜合評價(jià)墑情等級。
分為漬澇、過(guò)多、適宜、不足、干旱、嚴重干旱六個(gè)等級。
4.2 水澆地和旱地:
4.3 水田:
(1)漬澇:淹水深度20cm以上,三天內不能排出,嚴重危害作物生長(cháng)。
(2)過(guò)多:水深8-20cm,三天內不能排出,危害作物生長(cháng)。
(3)適宜:水深0-8cm,有利于作物生長(cháng)發(fā)育。
(4)不足:田面無(wú)水、開(kāi)裂,裂縫1cm以下,午間高溫,禾苗出現萎蔫,影響作物生長(cháng)。
(5)干旱:田間嚴重開(kāi)裂,裂縫1cm以上,禾苗出現卷葉,葉尖干枯,危害作物生長(cháng)。
(6)嚴重干旱:土壤水分供應持續不足,禾苗干枯死亡。
5 監測方式及監測指標
開(kāi)展基本情況調查,內容主要包括地理位置、氣候條件、土壤類(lèi)型、種植制度、灌排條件、地力等級、產(chǎn)量水平等;測定不同層次土壤質(zhì)地、容重、田間持水量等指標;拍攝景觀(guān)照片,建立監測點(diǎn)檔案。
監測土壤墑情的方式主要有兩種,一種為固定監測,埋設固定式自動(dòng)監測采集設備,傳感器分別埋入土層深度10cm、30cm、50cm、80cm處進(jìn)行監測;另一種為流動(dòng)監測,配備便攜式監測儀器和交通工具,在監測點(diǎn)地塊,GPS儀定位點(diǎn)為中心,長(cháng)方形地塊采用“S”法,近似正方形田塊采用“X”法或棋盤(pán)形采樣法確定5個(gè)以上數據采集點(diǎn),求平均值。
監測的指標為土壤含水量:0-20cm、20-40cm、40-60cm、60- 100cm四個(gè)層次,0-20cm、20-40cm為必測層。
播種出苗期時(shí),加測0-10cm土層。
6 監測墑情與土壤環(huán)境的關(guān)系
大田耗水主要來(lái)源于生產(chǎn)年自然降水。
降水多,耗水量大,產(chǎn)量高,一個(gè)生產(chǎn)年土壤水分可以得到有效補充,否則耗水量小,產(chǎn)量低;上年收墑期降水充沛,土壤水庫貯水充足,可以有效防御和緩解來(lái)年春旱對農業(yè)生產(chǎn)的影響,由此可見(jiàn)土壤墑情是影響農業(yè)生產(chǎn)的一個(gè)重要因素。
土壤墑情變化主要取決于水資源和熱量資源,氣溫回升快,大風(fēng)大氣多,蒸發(fā)強烈,極易造成土壤失墑。
日照時(shí)數對農業(yè)生產(chǎn)的影響日照時(shí)數也是影響土壤墑情變化的一個(gè)因素,土壤蒸發(fā)量也越大,從而影響糧食作物的正常生氏。
對發(fā)展農業(yè)生產(chǎn)是有利的,但也有個(gè)別年份作物正需光照,但陰雨較多、光照時(shí)間少,而影響作物生長(cháng)發(fā)育,造成減產(chǎn)。
7 土壤墑情監測的發(fā)展
制定工作計劃和管理制度,嚴格布點(diǎn)、監測、匯總、分析、評價(jià)等工作程序。
推行績(jì)效管理,逐步實(shí)現墑情監測工作規范化、標準化和程序化。
墑情監測和技術(shù)指導覆蓋的農作物種類(lèi)和面積,使之高效節水面積,減少灌溉、排水次數、節約水量、人工、能耗等,改善水資源利用率和提高生產(chǎn)力,為農民朋友提供技術(shù)指導及及時(shí)的墑情報告。
實(shí)行結構調整所帶來(lái)的效益,因墑改種、早種、晚種所減少的種子、肥料、農藥等損失和增產(chǎn)增收效益,并且提早采取抗旱排澇減災措施挽回損失。
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